2012届高考物理第一轮欧姆定律电阻定律电功电功率专项复习

详细内容

第一课时 欧姆定律 电阻定律 电功 电功率
【考纲要求】
内容要求说明
电流I
欧姆定律II
电阻定律I
决定导线电阻的因素（实验、探究）II
电功、电功率、焦耳定律I
【基本知识回顾】
1.电流
（1）电荷的 形成电流。
（2）形成电流的条件： 。
（3）电流的方向：规定 的方向为电流的方向。
（4）定义： 。
电流的定义式： ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I= （微观表达式），
2.电阻和电阻定律
（1）电阻的定义式：R=
（2）电阻定律： 。
（3）电阻的决定式：R=
①ρ是反映材料 的物理量，叫材料的电阻率。单位是
②纯金属的电阻率 ，合金的电阻率 。
③材料的电阻率与温度有关系：
金属的电阻率随温度的升高而 ，铂较明显，可用于做 ；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做 。半导体的电阻率随温度的升高而 。
有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零――这种现象叫 。
3.欧姆定律
（1）内容： 。
（2）适用范围： 。
（3） 电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。
还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性
曲线不再是过原点的直线。
4.电功和电功率
电功就是 ，电流通过导体做的功W= =
电功率： ，电流通过导体做的功率P= =
5．焦耳定律
（1）内容：
（2）数学表达式：
（3）电功和电热关系
①对纯电阻而言，电功 电热：W=Q= = =
⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W= 计算，电热只能用Q= 计算，两式不能通用。
【要点讲练】
1．电流的计算
例1．来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。
针对练习1.一根粗线均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时 （ ）A。通过金属导线的电流为I/2 B。通过金属导线的电流为I/4
C．自由电子定向移动的平均速率为v/2 D。自由电子定向移动的平均速率为v/4
2.欧姆定律
例2.如图所示，A为理想电流表，V1和 V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池内阻不计（ ）
A.R2不变时，V2读数与A读数之比等于R1
B.R2不变时，V1读数与A读数之比等于R1
C. R2改变一定量时，V2读数的变化量与A读
数的变化量之比绝对值等于R1
D. R2改变一定量时，V1读数的变化量与A读
数的变化量之比绝对值等于R1
3.电阻定律
例3.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给分别加上相同电压后，则在同一时间内通过它们的电量之比为（ ）
A．1：4 B。1：8 C。1：16 D。16：1
针对练习2.（09年广东理科基础5）．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（ ）
A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比
B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比
C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比
D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比
例4.（09年全国卷Ⅰ24）.(15分) 材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t=0 ℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10 ?8 Ω•m,碳的电阻率为3.5×10 -5Ω•m,附近，在0 ℃时，.铜的电阻温度系数为3.9×10 ?3 ℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。

4.决定导线电阻的因素
例5.（09江苏物理）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：
（1）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.（用标注在导线旁的数字表示）
（2）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd•RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）
5.伏安特性曲线
例6.两根同种材料的金属丝长度之比LA:LB=1:2,U－I图线如图,则A、B金属丝的横截面积之比SA:SB=( )
A 1: B 2 :1
C :6 D :2
针对练习3.（南京市2008届第二次调研）温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在右图所示的图像中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则 ( )
A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化
B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化
C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化
D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化
针对练习4. (2009年江苏睢宁中学高三期末) 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是（.BC）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
6.电功、电热、电功率
例7. 某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？

针对练习5.（盐城市2008届第一次调研）如图所示，电阻R=20Ω，电动机的绕组电阻R′＝10Ω．当开关打开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P。当开关合上后，电动机转动起来。若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I ′和电路消耗的电功率P ′应是( )
A．I ′＝3I B．I′＜3I　　C．P′＝3P D．P′＜3P

例8.（07北京理综23.）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103 kg。当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V。在此行驶状态下
⑴求驱动电机的输入功率P电；
⑵若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10 m/s2）；
⑶设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。
已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026 W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011 m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
针对练习6（08重庆物理15）.某同学设计了一个转向灯电路（如图），其中L为指 示灯，L1、 L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源，当S置于位置1时，以下判断正确的是
A.L的功率小于额定功率
B.L1亮，其功率等于额定功率
C.L2亮，其功率等于额定功率
D.含L支路的总功率较另一支路的大